計(jì)算機(jī)硬件基本知識(shí)

時(shí)間：2024-10-30 19:23:17 硬件維護(hù) 我要投稿

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計(jì)算機(jī)硬件基本知識(shí)

　　(一)馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)

　　數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)制采用二進(jìn)制;計(jì)算機(jī)應(yīng)該按照程序順序執(zhí)行;計(jì)算機(jī)由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成。

　　(1)控制器

　　控制器是整個(gè)計(jì)算機(jī)的指揮中心，它取出程序中的控制信息，經(jīng)分析后，便按要求發(fā)出操作控制信號(hào)，使各部分協(xié)調(diào)一致地工作。

　　由算術(shù)邏輯單元(ALU)、累加器、狀態(tài)寄存器和通用寄存器組等組成。算術(shù)邏輯單元用于算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算及移位、求補(bǔ)等操作;累加器用于暫存被人操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果;通用寄存器組是一組寄存器，運(yùn)算時(shí)用于暫存操作數(shù)和數(shù)據(jù)地址;狀態(tài)寄存器也稱標(biāo)志寄存器，它用于存放算術(shù)邏輯單元工作中產(chǎn)生的狀態(tài)信息。

　　(2)運(yùn)算器

　　運(yùn)算器負(fù)責(zé)程序的運(yùn)算與邏輯判斷，包括基本算數(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。

　　由指令指針寄存器(IP)、指令寄存器(IR)、控制邏輯電路和時(shí)鐘控制電路等到組成。指令指針寄存器用于產(chǎn)生及存放下一條待取指令的地址。指令寄存器用于存放正在執(zhí)行的指令。

　　(3)存儲(chǔ)器

　　存儲(chǔ)器系統(tǒng)包括主存儲(chǔ)器(內(nèi)存)、輔助存儲(chǔ)器(外存)和高速緩沖存儲(chǔ)器(cache)。三者按存儲(chǔ)速度、存儲(chǔ)容量和位價(jià)格組成存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)。

　　(4)輸入設(shè)備

　　把程序和數(shù)據(jù)等信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)所適用的編碼，并順序送往內(nèi)存。常見(jiàn)的輸入設(shè)備有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、掃描儀等。

　　(5)輸出設(shè)備

　　把計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)、計(jì)算結(jié)果等內(nèi)部信息按人們要求的形式輸出。常見(jiàn)的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。

　　(二)中央處理器(CPU)

　　由控制器和運(yùn)算器組成的集成電路芯片，處理指令并作運(yùn)算。

　　(1)指令

　　包括操作碼和操作數(shù)，操作碼是計(jì)算機(jī)執(zhí)行的操作，操作數(shù)參與操作的數(shù)本身或在內(nèi)存中的位置。

　　(2)字長(zhǎng)

　　參與運(yùn)算處理傳輸?shù)囊粋€(gè)整體單元，叫做字。字的二進(jìn)制位數(shù)稱為字長(zhǎng)。

　　目前一般是32位或64位處理器。字長(zhǎng)決定虛擬存儲(chǔ)器容量，32位最多支持2的32次方=4G大小。

　　(3)主頻

　　CPU內(nèi)核工作時(shí)鐘頻率，一個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行一條運(yùn)算指令，是標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的主要參數(shù)。但是只有在提高主頻的同時(shí)，各分系統(tǒng)運(yùn)算速度和數(shù)據(jù)傳輸速度都提升才能提升電腦性能。

　　(三)存儲(chǔ)器

　　(1)隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器(RAM)

　　斷電后數(shù)據(jù)丟失，可讀可寫(xiě)，速度介于cache和外存之間。

　　分為靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(SRAM)和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(DRAM)。SRAM速度快于DRAM，常用于CPU緩存;DRAM常用于系統(tǒng)主存。

　　(2)只讀存儲(chǔ)器(ROM)

　　斷電后數(shù)據(jù)不丟失，只能讀不能寫(xiě)，如BIOS引導(dǎo)程序存放在ROM中。

　　(四)總線

　　(1)南北橋

　　南橋負(fù)責(zé)IO，如軟驅(qū)、硬盤(pán)、鍵盤(pán)以及附加卡的數(shù)據(jù)交換。

　　北橋用于CPU和內(nèi)存、顯卡、PCI交換數(shù)據(jù)，比南橋重要，連接系統(tǒng)總線。

　　(2)系統(tǒng)總線

　　包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線三部分。